萃取—从丙酮水溶液中回收丙酮
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丙酮提纯工艺流程
丙酮提纯工艺流程
《丙酮提纯工艺流程》
丙酮是一种重要的有机化合物，广泛用于工业生产和实验室中。
为了获得高纯度的丙酮，通常需要进行提纯工艺流程。
以下是丙酮提纯的一般工艺流程：
1. 初步提纯：首先，将原始丙酮通过蒸馏或萃取的方式进行初步提纯，去除其中的杂质和杂物。
这一步骤通常可以去除大部分不纯物，但丙酮的纯度还不够高。
2. 结晶提纯：接下来，将初步提纯得到的丙酮溶液在适当的温度下进行结晶，通过结晶过程可以将溶液中的杂质进一步分离，得到更纯净的丙酮晶体。
3. 过滤和洗涤：将结晶得到的丙酮晶体进行过滤，去除其中的溶剂和残留杂质。
然后将洗涤，以确保丙酮晶体的纯度。
4. 干燥：最后，将经过过滤和洗涤的丙酮晶体通过适当的方法进行干燥，去除其中的水分和残留溶剂，得到最终纯度较高的丙酮制品。
这个工艺流程是一种常见且有效的丙酮提纯方法，能够获得高纯度的丙酮，适用于实验室及工业生产中。
同时，值得注意的是，在操作过程中，需要严格控制操作条件和加工环境，以保证丙酮的纯度和杂质控制达到要求。
aspen上机习题册
石河子大学化学化工学院
《化工过程模拟》 Aspen Plus 上机练习及参考答案(2014 年 2 月修订)
《化工过程模拟》 Aspen Plus 上机习题册
(2014 年 2 月修订)
注意事项
1. 上机课每次 4 学时，上课期间，学生座位固定，根据座号填写上机记录，不得随意更换； 2. 上课期间严禁开启与课程无关的软件； 3. 上课期间请保持安静，敬请调整手机至关机或静音状态，机房内请勿接打电话； 4. 鼓励同学间相互交流与探讨，但请勿大声喧哗； 5. 对于迟到、早退或不遵守课堂纪律的同学，将酌情扣减平时成绩； 6. 请各位同学爱护公共财产，遵守课题纪律，珍惜上机时间。
石河子大学化学化工学院
《化工过程模拟》 Aspen Plus 上机练习及参考答案(2014 年 2 月修订)
【Pressure Changers】 【4.1】一压缩机将压强为 1.1 bar 的空气加压到 3.3 bar，空气的温度为 25 ° C，流量为 1000 m3/h。压缩机的多变效率为 0.71， 驱动机构的机械效率为 0.97。求：压缩机所需要的轴功率、驱动机的功率以及空气的出口温度和体积流量各是多少？（压缩机）
【2.10】F=1000 kg/hr、P= 0.8 MPa、T=100 ℃含乙醇 70 %w、水 30 %w 的物流与 F=500 kg/hr 、P= 0.6 MPa、T=70 ℃含正己烷 60%、乙醇 40 %w 的物流在闪蒸器中混合并绝热闪蒸到 P= 0.11 MPa 。轻液相在汽相中的液沫夹带率为 5%，重液相在汽相中的 液沫夹带率为 1%。求离开闪蒸器的汽、液、液三相的温度（67.62℃） 、质量流量和组成。分别设置乙醇和己烷为关键组份，观察 输出结果有什么变化。 （Peng-Rob） 【2.12】用水（P= 0.15 MPa、T=25 ℃） 从含乙醇 40 %w、正己烷 60%w 的混合液（F=1000 kg/hr、P= 0.15 MPa、T=25 ℃）中 ~2~
《化工过程模拟》 Aspen Plus 上机练习及参考答案(2014 年 2 月修订)
《化工过程模拟》 Aspen Plus 上机习题册
(2014 年 2 月修订)
注意事项
1. 上机课每次 4 学时，上课期间，学生座位固定，根据座号填写上机记录，不得随意更换； 2. 上课期间严禁开启与课程无关的软件； 3. 上课期间请保持安静，敬请调整手机至关机或静音状态，机房内请勿接打电话； 4. 鼓励同学间相互交流与探讨，但请勿大声喧哗； 5. 对于迟到、早退或不遵守课堂纪律的同学，将酌情扣减平时成绩； 6. 请各位同学爱护公共财产，遵守课题纪律，珍惜上机时间。
石河子大学化学化工学院
《化工过程模拟》 Aspen Plus 上机练习及参考答案(2014 年 2 月修订)
【Pressure Changers】 【4.1】一压缩机将压强为 1.1 bar 的空气加压到 3.3 bar，空气的温度为 25 ° C，流量为 1000 m3/h。压缩机的多变效率为 0.71， 驱动机构的机械效率为 0.97。求：压缩机所需要的轴功率、驱动机的功率以及空气的出口温度和体积流量各是多少？（压缩机）
【2.10】F=1000 kg/hr、P= 0.8 MPa、T=100 ℃含乙醇 70 %w、水 30 %w 的物流与 F=500 kg/hr 、P= 0.6 MPa、T=70 ℃含正己烷 60%、乙醇 40 %w 的物流在闪蒸器中混合并绝热闪蒸到 P= 0.11 MPa 。轻液相在汽相中的液沫夹带率为 5%，重液相在汽相中的 液沫夹带率为 1%。求离开闪蒸器的汽、液、液三相的温度（67.62℃） 、质量流量和组成。分别设置乙醇和己烷为关键组份，观察 输出结果有什么变化。 （Peng-Rob） 【2.12】用水（P= 0.15 MPa、T=25 ℃） 从含乙醇 40 %w、正己烷 60%w 的混合液（F=1000 kg/hr、P= 0.15 MPa、T=25 ℃）中 ~2~
废丙酮的回收工艺
废丙酮的回收工艺
废丙酮的回收工艺可以通过蒸馏和溶剂萃取技术实现。
以下是一种常用的废丙酮回收工艺：
1. 预处理：移除废丙酮中的杂质和水分。
可以通过过滤、沉淀或吸附等方法进行预处理。
2. 蒸馏：使用蒸馏设备对预处理后的废丙酮进行蒸馏分离。
丙酮的沸点为56.5，蒸馏时可以控制温度在这个范围内，使丙酮汽化并分离出来。
蒸馏后得到的丙酮可以再次使用。
3. 溶剂萃取：如果蒸馏不能达到很高的回收率，可以考虑采用溶剂萃取技术。
它通过在废丙酮中加入适当的溶剂，将丙酮与其他组分进行分离。
然后通过蒸馏或其他方法将溶剂中的丙酮分离出来。
4. 再生处理：对于溶剂萃取中得到的溶剂，可以通过蒸馏或其他方法将其中的丙酮分离出来，然后再次使用。
以上是一种常见的废丙酮回收工艺，具体的工艺设计应根据实际情况和需求进行。
丙酮除水的方法
丙酮除水的方法丙酮是一种有机溶剂，在许多工业和实验室应用中被广泛使用。
然而，在一些特定的应用场合中，需要丙酮的无水纯度。
因此，除水是提高丙酮纯度的一个必要的步骤。
本文将介绍几种丙酮除水的方法。
一、萃取法萃取法是一种通过选择性溶剂将水从丙酮中分离的方法。
常见的选择性溶剂是苯、己烷、石油醚等。
这种方法的具体操作如下：1、将待除水的丙酮与选择性溶剂按一定比例混合。
2、充分搅拌，直到两种液体混合均匀。
3、待沉淀形成后，将上层无水丙酮倒出，留下含水溶剂的下层液体。
4、反复以上操作，得到纯净的丙酮。
这种方法的优点是操作简单易行，设备成本低，但分离效果可能不太理想，应用范围受到溶剂种类的限制。
二、分装干燥法分装干燥法是一种常用的实验室丙酮除水方法。
这种方法的具体操作流程如下：1、将待除水的丙酮注入干燥剂管或干燥瓶中。
2、在干燥剂管或干燥瓶底放置何氏脱水剂、磷酸钙等干燥剂。
3、封管或盖紧瓶盖，将整个装置放置于干燥箱中。
4、在恒温加热的条件下，等待一定时间后取出干燥剂管或干燥瓶，即可得到无水纯净的丙酮。
这种方法的优点是操作简单，设备费用低，适用于小样品的丙酮除水。
但是，由于干燥剂粒子与溶液接触面积少，因此干燥效果不如其他方法。
三、分批蒸馏法1、准备一组至少两个存储容器。
2、将待除水的丙酮倒入一组容器中。
3、在装置蒸气冷凝器、集液器等设备，在加热的条件下逐步将待除水的丙酮蒸馏出来。
4、将蒸馏出的纯净丙酮逐步转移至另一个有刻度的容器中，直到分离的下层容器中没有水分。
分批蒸馏法的优点是能够以较高效率分离除水。
但它需要专业的实验室设备，且操作相对复杂。
总之，丙酮除水的方法有很多种，选择一种最适合你的方法，在工程和实验室中使用纯净丙酮，是非常有必要的。
丙酮水分离
丙酮水分离概述：丙酮，也称丙酮酮或丙二酮，是一种常用的有机溶剂。
丙酮具有较低的沸点和挥发性，能够迅速蒸发。
在实验室和工业生产中，常常需要将丙酮与水进行分离，以便进一步纯化或回收利用。
本文将介绍几种常用的丙酮水分离方法。
一、蒸馏法蒸馏法是一种常用的分离混合液的方法。
对于丙酮和水的混合物，由于丙酮的沸点较低，可以通过蒸馏将丙酮与水分离。
操作时，将混合液置于蒸馏烧瓶中，加热至丙酮的沸点（56.5℃），丙酮蒸发，通过冷凝管冷凝收集。
二、气相色谱法气相色谱法是一种利用气相色谱仪对混合物进行分离和分析的方法。
该方法基于混合物中各组分的挥发性和亲和性差异，通过在固定相上的分配和吸附作用，实现对混合物的分离。
对于丙酮和水的混合物，可以通过气相色谱法将丙酮与水分离。
操作时，将混合物注入气相色谱仪，通过调节温度和流速等参数，使丙酮和水分离并分别检测。
三、萃取法萃取法是一种利用溶剂选择性提取混合物中的某个组分的方法。
对于丙酮和水的混合物，可以通过萃取法将丙酮与水分离。
常用的溶剂包括石油醚、乙醚等，这些溶剂与丙酮具有较好的亲和性。
操作时，将混合物与适量的溶剂进行摇匀，使丙酮与溶剂相溶，而水与溶剂不相溶，从而实现分离。
随后，通过分液漏斗或离心机等设备将两相分离。
四、膜分离法膜分离法是一种利用膜的选择性渗透性进行分离的方法。
对于丙酮和水的混合物，可以通过膜分离法将丙酮与水分离。
常用的膜包括反渗透膜、纳滤膜等。
操作时，将混合液经过膜分离设备，通过膜的渗透性，使丙酮和水分离。
该方法具有操作简单、节能环保的特点。
总结：丙酮与水的分离是实验室和工业生产中常见的操作。
本文介绍了几种常用的丙酮水分离方法，包括蒸馏法、气相色谱法、萃取法和膜分离法。
在实际操作中，可以根据具体情况选择合适的方法进行分离。
通过科学的分离方法，我们可以有效地分离丙酮和水，实现对丙酮的纯化和回收利用。
2023届高三化学高考备考二轮复习训练--物质的分离、提纯和检验
2023年高考化学专题训练--物质的分离、提纯和检验一、单选题1．丙酮（C3H6O）通常是无色液体，与水混溶，密度小于1g•mL﹣1，沸点约为56℃．要从水与丙酮的混合物中将丙酮分离出来，你认为下列方法中最为合理的是（）A．蒸馏B．分液C．过滤D．蒸发2．现有三组混合溶液：①乙酸乙酯和乙酸钠溶液；②丁醇和乙醇；③溴化钠和单质溴的水溶液。
分离以上各混合液的正确方法依次是（）A．分液、萃取、蒸馏B．萃取、蒸馏、分液C．分液、蒸馏、萃取D．蒸馏、萃取、分液3．下列说法中错误的是（）A．油脂水解可得到丙三醇B．蛋白质、淀粉、纤维素都是高分子化合物C．蛋白质水解的最终产物均为氨基酸D．纤维素水解与淀粉水解得到的最终产物不同4．下列实验操作中错误的是（）A．蒸发操作时，不能使混合物中的水分完全蒸干后才停止加热B．蒸馏操作时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处C．分液操作时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出D．由于碘在酒精中的溶解度大，所以可用酒精把碘水中的碘萃取出来5．下列由相关实验现象所推出的结论正确的是（）A．Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性B．向溶液中滴加酸化的Ba（NO3）2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO42﹣C．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应D．分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升，说明二者均易溶于水6．只用胶头滴管和试管，不能区别的溶液是（）A．CaCl2和Na2CO3B．稀盐酸和Na[Al（OH）4]C．稀盐酸和Na2CO3D．NaOH和AlCl37．化学与生产、生活、社会密切相关。
下列说法错误的是（）A．制作面包类食品时，常用小苏打作膨松剂B．高炉炼铁、生产水泥和制造玻璃都要用到石灰石C．鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”，可采用灼烧闻气味的方法D．乙醇、过氧乙酸、次氯酸钠等消毒液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的8．以用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是（）A．用图a所示装置除去Cl2中含有的少量HClB．用图b所示装置蒸干NH4Cl 饱和溶液制备NH4Cl晶体C．用图c所示装置制取少量纯净的CO2气体D．用图d所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层9．下列实验装置，不能达到相应实验目的的是（）10．海水中不仅含有丰富的水资源，而且蕴藏着宝贵的化学资源。
aspen应用基础
aspen应⽤基础（1）DSTWU的连接图DSTWU 模块⽤Winn-Underwood-Gilliland捷算法进⾏精馏塔的设计，根据给定的加料条件和分离要求计算最⼩回流⽐、最⼩理论板数、给定回流⽐下的理论板数和加料板位置。
（2）Distl 简捷精馏（操作）Distl 模块⽤Edmister ⽅法计算给定精馏塔的操作结果。
设定：理论板数，加料板位置，回流⽐，D/F，冷凝器类型。
计算：D 和W组成，再沸器和冷凝器热负荷，塔顶、塔底和加料板温度。
Distl ——连接（3）RadFrac 精密分离模块RadFrac 模块同时联解物料平衡、能量平衡和相平衡关系，⽤逐板计算⽅法求解给定塔设备的操作结果。
RadFrac 模块⽤于精确计算精馏塔、吸收塔（板式塔或填料塔）的分离能⼒和设备参数。
RadFrac模型的连接图如下RadFrac——模型设定RadFrac 模型具有以下设定表：1、配置（Configuration）2、流股（Streams）3、压⼒（Pressure）4、冷凝器（Condenser）5、再沸器（Reboiler）6、三相（3-Phase）RadFrac ——配置1、塔板数（Number of Stages）2、冷凝器（Condenser）3、再沸器（Reboiler）4、有效相态（Valid Phase）5、收敛⽅法（Convergence)6、操作设定（Operation Specifications）冷凝器配置从四个选项中选择⼀种：1、全凝器（Total）2、部分冷凝-汽相馏出物（Partial-Vapor）3、部分冷凝-汽相和液相馏出物（Partial-Vapor-Liquid）4、⽆冷凝器(None)再沸器配置从三个选项中选择⼀种：再沸器配置从三个选项中选择⼀种：1、釜式再沸器（Kettle）2、热虹吸式再沸器（Thermosyphon）3、⽆再沸器(None)有效相态从四个选项中选择⼀种：1、汽-液（Vapor-Liquid）2、汽-液-液（Vapor-Liquid -Liquid ）3、汽-液- 再沸器游离⽔（Vapor-Liquid-FreeWaterCondensor）4、汽-液- 任意塔板游离⽔收敛⽅法从六个选项中选择⼀种：1、标准⽅法（Standard）2、⽯油/宽沸程（Petroleum/Wide-Boiling）3、强⾮理想液相（Strongly Non-ideal Liquid）4、共沸体系（Azeotropic）5、深度冷冻体系（Cryogenic）6、⽤户定义（Custom）操作设定从⼗个选项中选择：1、回流⽐（Reflux Ratio）2、回流速率（Reflux Rate）3、馏出物速率（Distillate Rate)4、塔底物速率（Bottoms Rate)5、上升蒸汽速率（Boilup Rate)6、上升蒸汽⽐（Boilup Ratio)7、上升蒸汽/进料⽐（Boilup to Feed Ratio)8、馏出物/进料⽐（Distillate to Feed Ratio)9、冷凝器热负荷（Condenser Duty)10、再沸器热负荷（Reboiler Duty)RadFrac ——流股1、进料流股（Feed Streams）指定每⼀股进料的加料板位置。
丙酮和水的分离(第五组)
水是生命之源，是地球上最常见的 化合物之一。它具有极高的热容和 比热容，因此在工业生产和日常生 活中有广泛的应用。
分离的必要性
在化工生产中，丙酮和水常常作为反应物或产 物同时存在，为了获得纯的丙酮或水，需要进
行有效的分离。
在实验室中，丙酮和水常常作为试剂或溶剂使用，分 离它们可以避免交叉污染，提高实验的准确性和可靠
01
3. 开启磁力搅拌器，使混合物充分搅拌。
03
02
2. 将冷凝器与蒸馏瓶连接，并将收集瓶置于 冷凝器下方。
04
4. 加热蒸馏瓶，使混合物受热挥发，丙酮 蒸汽通过冷凝器冷凝后收集在收集瓶中。
5. 当收集瓶中的丙酮量接近所需时，停止 加热和搅拌。
05
06
6. 记录实验数据，包括加热时间、温度、 收集的丙酮量等。
能耗分析
通过对分离过程中的能耗进行详细分 析，找出能耗高的环节，并采取措施 降低能耗。
经济成本评估
成本构成
分离过程的经济成本主要包括设备投资、运行费用、维护费用等。
成本效益分析
通过对比分离过程的经济成本和效益，评估分离工艺的经济可行性。在保证分 离效果的前提下，寻求降低成本的途径。
06
结论与展望
04
丙酮和水的分离实验
实验设备与材料
冷凝器
用于冷却和冷凝挥 发的丙酮蒸汽。
温度计
用于测量蒸馏过程 中混合物的温度。
蒸馏瓶
用于盛装待分离的 丙酮和水混合物。
收集瓶
用于收集冷凝后的 丙酮。
磁力搅拌器
用于在蒸馏过程中 均匀混合混合物。
实验步骤
1. 将蒸馏瓶置于磁力搅拌器上，加入适量的丙 酮和水混合物。
实验结果与分析
结果
分离的必要性
在化工生产中，丙酮和水常常作为反应物或产 物同时存在，为了获得纯的丙酮或水，需要进
行有效的分离。
在实验室中，丙酮和水常常作为试剂或溶剂使用，分 离它们可以避免交叉污染，提高实验的准确性和可靠
01
3. 开启磁力搅拌器，使混合物充分搅拌。
03
02
2. 将冷凝器与蒸馏瓶连接，并将收集瓶置于 冷凝器下方。
04
4. 加热蒸馏瓶，使混合物受热挥发，丙酮 蒸汽通过冷凝器冷凝后收集在收集瓶中。
5. 当收集瓶中的丙酮量接近所需时，停止 加热和搅拌。
05
06
6. 记录实验数据，包括加热时间、温度、 收集的丙酮量等。
能耗分析
通过对分离过程中的能耗进行详细分 析，找出能耗高的环节，并采取措施 降低能耗。
经济成本评估
成本构成
分离过程的经济成本主要包括设备投资、运行费用、维护费用等。
成本效益分析
通过对比分离过程的经济成本和效益，评估分离工艺的经济可行性。在保证分 离效果的前提下，寻求降低成本的途径。
06
结论与展望
04
丙酮和水的分离实验
实验设备与材料
冷凝器
用于冷却和冷凝挥 发的丙酮蒸汽。
温度计
用于测量蒸馏过程 中混合物的温度。
蒸馏瓶
用于盛装待分离的 丙酮和水混合物。
收集瓶
用于收集冷凝后的 丙酮。
磁力搅拌器
用于在蒸馏过程中 均匀混合混合物。
实验步骤
1. 将蒸馏瓶置于磁力搅拌器上，加入适量的丙 酮和水混合物。
实验结果与分析
结果
AspenPlus应用基础-分离过程-1
输出物流条件设定，指定每 个组份在各股输出物流中的分率 或流量。
Sep — 模型参数
Sep 模块的模型参数有 3 组：
2、进料闪蒸 ( Feed Flash)
指定输入物流混合后的闪蒸压 力和有效相态。
Sep — 模型参数
Sep 模块的模型参数有 3 组：
3、出口闪蒸 ( Outlet Flash)
Frich Ffeed N2 rich y ) N2 poor
1.1(Frich
F )0.35 feed
求富氧空气的氧浓度和体积流量，及其与进口压强的关系。
塔设备单元模型 — 分类
塔设备(Columns)单元共有9种模 块，其中 RateFrac 和 BatchFrac 需要单 独的许可证，其余7种可直接使用：
Decanter — 应用示例(1)
用水（P= 0.2 MPa、T=20 ℃）从含乙 醇40 %w、正己烷60%w的混合液（F=500 kg/hr、P= 0.2 MPa、T=20 ℃）中萃取乙 醇，要求乙醇的萃取率达到97%，求需要 的水流量和萃取相和萃余相的组成。
Decanter — 应用示例(2)
同示例（1），如果分离过程是在精馏塔 中实现，塔顶出料是 0.11 MPa 的饱和蒸 汽，塔底出料是0.13 MPa 的饱和液体， 求输出物流的温度和体积流量。
Sep2 — 应用示例（3）
采用膜分离装置制取富氧空气。原料空气 T = 30℃、 P = 1.013 bar、F = 500 kmol/hr，经压缩机加压到4.5 bar后进 入膜分离组件，出口压强 1.1 bar。已知膜分离组件的性能与 进、出口压差及进口流量的关系由下式描述：
指定每一股输出物流的闪蒸压力、 温度、气相分率和有效相态。
Sep — 模型参数
Sep 模块的模型参数有 3 组：
2、进料闪蒸 ( Feed Flash)
指定输入物流混合后的闪蒸压 力和有效相态。
Sep — 模型参数
Sep 模块的模型参数有 3 组：
3、出口闪蒸 ( Outlet Flash)
Frich Ffeed N2 rich y ) N2 poor
1.1(Frich
F )0.35 feed
求富氧空气的氧浓度和体积流量，及其与进口压强的关系。
塔设备单元模型 — 分类
塔设备(Columns)单元共有9种模 块，其中 RateFrac 和 BatchFrac 需要单 独的许可证，其余7种可直接使用：
Decanter — 应用示例(1)
用水（P= 0.2 MPa、T=20 ℃）从含乙 醇40 %w、正己烷60%w的混合液（F=500 kg/hr、P= 0.2 MPa、T=20 ℃）中萃取乙 醇，要求乙醇的萃取率达到97%，求需要 的水流量和萃取相和萃余相的组成。
Decanter — 应用示例(2)
同示例（1），如果分离过程是在精馏塔 中实现，塔顶出料是 0.11 MPa 的饱和蒸 汽，塔底出料是0.13 MPa 的饱和液体， 求输出物流的温度和体积流量。
Sep2 — 应用示例（3）
采用膜分离装置制取富氧空气。原料空气 T = 30℃、 P = 1.013 bar、F = 500 kmol/hr，经压缩机加压到4.5 bar后进 入膜分离组件，出口压强 1.1 bar。已知膜分离组件的性能与 进、出口压差及进口流量的关系由下式描述：
指定每一股输出物流的闪蒸压力、 温度、气相分率和有效相态。
丙酮水分离
丙酮水分离引言：丙酮，化学式为(CH3)2CO，是一种无色液体，具有刺激性气味。
它是一种常用的溶剂，广泛应用于化学工业和实验室中。
在某些情况下，需要将丙酮与水进行分离，以便单独回收或处理。
一、丙酮与水的物理性质丙酮与水都是常见的液体，它们之间存在一定的相溶性。
在常温下，丙酮与水可以混合形成均相溶液。
丙酮的密度为0.79 g/cm³，沸点为56.2℃，而水的密度为 1 g/cm³，沸点为100℃。
根据这些物理性质，我们可以采取一定的方法将丙酮与水分离开来。
二、蒸馏法分离丙酮与水蒸馏法是一种常用的分离液体混合物的方法，也适用于丙酮与水的分离。
其原理是利用液体的沸点差异，通过加热使液体沸腾，并将沸腾产生的蒸汽冷凝后收集。
蒸馏法分离丙酮与水的步骤如下：1. 将丙酮与水的混合液倒入蒸馏瓶中，并加入适量的沸石或反应瓶内的玻璃珠。
2. 确保蒸馏瓶密封良好，并将蒸馏瓶与冷凝管连接。
3. 加热蒸馏瓶底部，使混合液开始沸腾。
混合液中丙酮的沸点较低，会先沸腾产生蒸汽。
4. 蒸汽通过冷凝管冷凝为液体，并滴入收集瓶中。
此时，收集到的液体主要为丙酮。
5. 当收集液体的温度上升至100℃时，表示混合液中的水开始沸腾。
此时，需要调节加热温度，以保持混合液的沸腾状态。
6. 继续加热，直到混合液完全蒸发，此时收集瓶中只剩下水。
通过蒸馏法分离丙酮与水，可以有效地将两者分离开来，实现对丙酮的回收或处理。
三、其他方法分离丙酮与水除了蒸馏法外，还可以采用其他方法分离丙酮与水。
例如，可以利用溶剂萃取法、结晶法等。
溶剂萃取法是利用不同溶剂对丙酮和水的溶解度不同，从而实现分离的方法。
选择合适的溶剂，并将丙酮与水的混合液与该溶剂进行摇匀，使其充分混合。
然后静置，等待分层。
根据丙酮和水在不同溶剂中的溶解度，可以将两者分离开来。
结晶法是利用物质溶解度随温度变化的特性，通过控制温度来实现分离的方法。
在合适的温度下，丙酮与水形成的溶液会结晶，从而可以将其分离开来。
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确定丙酮，水分离方法
• 结论：萃取 • 理由：丙酮和水是不互溶的液体，
液-液萃取设备
• 和气-液传质过程类似, 在液-液萃取过程中, 要 求在萃取设备内能使两相密切接触并伴有较高程 度的湍动,以实现两相之间的质量传递;而后,又能 较快地分离.但是, 由于液液萃取中两相间的密度 差较小,实现两相的密切接触和快速分离.要比气液 系统困难的多.为了适应这种特点,出现了多种结构 型式的萃取设备。目前,为了工业所采用的各种类 型设备已超过30种,而且还不断开发出新型萃取设 备。根据两相的接触方式,萃取设备可分为逐级接 触式和微分接触式两大类;根据有无外功输入,又可 分为有外能量和无外能量两种。
结晶分离
原理：固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出。 原理 特点： 特点 以晶体形态出现，能从杂质含量很高的溶液或多组分熔融状态混合 物中获得非常纯净的晶体产品 。结晶操作能耗低，对设备材质要求不 高，一般也很少有三废的排放。 适用情况：对与许多其他方法难以分离的混合物系、同分异构体物系和 适用情况 热敏性物系等，结晶分离方法更为有效。
• 下图是萃取操作的基本流程图。将一定的溶剂加到被分离 的混合物中， 采取措施（如搅拌）使原 料液和萃取剂充 分混合混合，因溶质在两相间不呈平衡，溶质在萃取相中 的平衡浓度高于实际浓度， 溶质乃从混合液相萃取集中 扩散，使溶质与混合中的其它组分分离，所以萃取是液、 液相间的传质过程
液－液萃取在石油化工中的应用
项目五
高和化工厂有限公司从丙酮水溶液中回 收丙酮：处理量为每批1t，其中丙酮含量 为30%（质量百分率，下同）要求丙酮 回收率达80%以上。
1、了解传质分离方法，原理，及特点
常见的传质分离方法有以下五种： 常见的传质分离方法有以下五种： 蒸馏分离② 吸收分离③ 萃取分离④ ①：蒸馏分离②：吸收分离③：萃取分离④：结晶分离 ⑤：吸附分离 蒸馏分离 原理：利用混合物中各组分间挥发度不同的性质，通过加入或移出热量 原理 的方法，使混合物形成气液两相，并让它们相互接触进行质量传递和 热量传递，致使易挥发组分在气相中增浓，难挥发祖坟在液相中增浓， 实现混合物的分离 。 特点： 特点 可以直接获得所需要的产品需要消耗大量的能量。 适用情况： 适用情况 不仅可以分离液体混合物，还可以通过改变操作压力使常温常压下 呈气态或固态的混合物在液化后得以分离。
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二．筛板萃取塔
• 三．转盘萃取塔及偏心转盘萃取塔
离心萃取器
• 离心萃取器是利用离心力使两相快速充分 混合并快速分离的萃取装置. 至今,已经开 发出多种类型的离心萃取器,广泛应用于制 药,香料,染料,废水处理, 核燃料处理领域.离 心萃取器有多种分类方法,按两相接触方式 可分为微分接触式和逐级接触式。
萃取分离
原理：在液体混合物（原料液）中就加入一个与其基本不相混容的液 原理 体作为溶剂，造成第二相，利用原料液中各组分在两个液相中的溶解 度不同而使原料液混合物以分离的单元操作。 特点：进行接触的两种液体必须是单独的两相，它们必须是不互溶或部 特点 分互溶。 适用情况：1、沸点差很小 适用情况 2、溶质含量低 3、 沸点很高，需要真空精馏 4、 热敏性材料
一般石油化工工业萃取过程分为如下三个阶段: （Ⅰ）混合过程 将一定量的溶剂加入到原料液中, 采取措施使之充分混合,以实现溶质由原 料向溶剂的转移过〕程. （Ⅱ）沉降分层 分离出萃取相E和萃余相R; （Ⅲ）脱除溶剂 获得萃取液E‘和萃余液R`,回收的萃取剂循环使用。 在生物化工中和精细化工中的应用 在生化制药的过程中，生成很复杂的有机液体混合物。这些物质大多为热敏性混合物。 若选择适当的溶剂进行萃取，可以避免受热所损坏，提高有效物质的收率。例如青霉 素的生产，用玉米发酵得到的含青霉素的发酵液，一醋酸丁脂为溶剂，经过多次萃取 得到青霉素的浓溶液。可以说，萃取操作已在制药工业，精细化工中占有重要的地位。 湿法冶金中的应用 20 世纪40 年代以来,由于原子能工业的广泛的发展,大量的研究工作集中于铀、钍,镮等金 属提炼,结果是萃取几乎完全代替了传统的化学沉淀法. 近20年来, 由于有色金属使用量 的剧增，而开采的矿石的品位的逐年降低，促使萃取法在这一领域迅速发展起来。目 前认为只要价格与铜相当或超过通的有色金属如钴，镍，锆等等，都应优先考虑溶剂 萃取法。有色金属已逐渐成为溶剂萃取应用的领域。
吸附分离： 吸附分离
原理：利用吸附剂与杂质、色素物质、有毒物质、抗生素之间的分子引 原理 力而吸附在吸附剂上。 特点：（1）处理能力较小 ； 特点 （2）对溶质的作用较小； （3）可直接从发酵液中分离所需的产物； （4）溶质和吸附剂之间的相互作用及吸附平衡关系通常为非线形 关系 。 适用情况：吸附发酵产品、除去杂质或色素物质、有毒物质等。 适用情况
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混合-澄清槽是最早使用,而且目前仍广泛用于工业生产的一种典型逐级接触式萃取设备。 它可单级操作,也可多级组合操作. 每个萃取级均包括混合槽和澄清槽两个主要部分。为 了使不互溶液体中的一相被分散成液滴而均匀分散到另一相中,以加大相际接触面积并 提高传质速率,混合槽中通常安装搅拌装置.也可用脉冲或喷射器来实现两相的充分混合。 澄清器的作用是将已接近于平衡状态的两液相进行有效的分离. 对于易于澄清的混合液, 可以依靠两相间的密度差进行重力沉降(或升浮).由于液- 液系统两相间的密度差和界面 张力均较小,分散相液滴的运动速度和凝聚速率也很小,因而使两相的分离时间往往很长. 对于难于分离的混合液,可采用离心式澄清器(如旋液分离器,离心分离机),加速两相的分 离过程。 混合-澄清槽的优点是传质效率高(一般级效率为80%以上),操作方便,运行稳定可靠, 结构简单,可处理含有悬浮固体的物料,因此应用比较广泛.其缺点是水平排列的设备占地 面积大,每级内都设搅拌装置液体在级间流动需要泵输送,消耗能量较多,设备费及操作费 较高.为了克服水平排列多级混合-澄清槽的缺点,可采用箱式和立式混合澄清萃取设备。
吸收分离
原理： 原理 使气体混合物与适当液体接触，气体中的一个或几个组分溶解于液 体中，不能溶解的组分仍保留在气相中于是混合气体得以分离。 特点： 特点 可以单组分吸收，也可以多组分吸收；可以等 温吸收，也可以非等 温吸收；可以物理吸收，也可以化学吸收。 适用情况：混合气体的分离。如：原料气的净化、有用组分的回收、某 适用情况 些溶液产品的制取、废气的治理等。
确定丙酮，水分离方案
• 萃取又称溶剂萃取或液液萃取（以区别于固液萃取,即浸取），亦称抽 萃取 提（通用于石油炼制工业），是一种用液态的萃取剂处理与之不互溶 的双组分或多组分溶液，实现组分分离的传质分离过程，是一种广泛 应用的单元操作。 利用相似相溶原理，萃取有两种方式： • 液-液萃取，用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分，溶剂必 须与被萃取的混合物液体不相溶，具有选择性的溶解能力，而且必须 有好的热稳定性和化学稳定性，并有小的毒性和腐蚀性。如用苯分离 煤焦油中的酚；用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃； 用CCl4萃取水 中的Br2. • 固-液萃取，也叫浸取，用溶剂分离固体混合物中的组分，如用 水浸取甜菜中的糖类；用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量；用水 从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。 • 虽然萃取经常被用在化学试验中，但它的操作过程并不造成被萃 取物质化学成分的改变（或说化学反应），所以萃取操作是一个物理 过程。 • 萃取是有机化学实验室中用来提纯和纯化化合物的手段之一。通 过萃取，能从固或液体混合物中提取出所需要的化合物。
塔式萃取设备
• 习惯上,将高径比很大的萃取装置统称为塔式萃取设备.为了获得满意 的萃取效果, 塔设备应具有分散装置,以提供两相混合和分离所采用的 措施不同,出现不同结构型式的萃取塔。 • 在塔式萃取设备中,喷洒塔是结构最简单的一种,塔体内除各流股 物料进出的联接管和分散装置外,别无其它的构件。由于轴向返混严重, 传质效率极低.喷洒塔主要用于只需一,二的场合,如用作水洗中和与处 理含有固体的悬浮物系。 一．填料萃取塔 • 用于萃取的填料塔与用于气－液传质过程的填料塔结构上基本相同， 即在塔体内支承板上充填一定高度的填料层。萃取操作时，连续相充 满整个塔中，分散相以液滴状通过连续相。为防止液滴在填料入口处 聚结和出现液泛，轻相入口管应在支承器之上25~50mm处。选择填 料材质时，除考虑料液的腐蚀性外，还应使填料只能被连续相润湿而 不被分散相润湿，以利于液滴的生成和稳定。一般陶瓷易被水相润湿， 塑料和石墨易被有机相润湿，金属材料则需通过实验而确定。